發(fā)布時間：2020-11-18 05:57

　　 隨著科技的進步,抵御地震的技術愈發(fā)成熟,隔震體系經過數十年的發(fā)展,已具有完備的理論分析和技術體系,在實際震害下,隔震技術有效保障了人類的生命和財產安全。近年來,人們對隔震體系的研究更加深入,由于隔震層的存在會導致結構整體剛度的變化,在地震作用下,P-Δ效應對結構的動力響應不可以忽略不計,故針對這個問題,詳細闡述整體結構在P-Δ效應下的彈塑性的動力響應,并采用新隔震規(guī)范的取值標準,得出整體結構的易損性曲線。本文以一棟6層的框架結構實際工程為研究對象,首先運用Mander模型定義結構材料的本構關系,然后通過有限元軟件分析抗震體系、基礎隔震體系和層間隔震體系下結構的動力響應,對比周期值、層間剪力、層間位移角等指標,證明隔震優(yōu)越性和選型的合理性;其次對所選的結構進行彈性分析,主要解決:懸臂柱尺寸對整體結構的動力響應、P-Δ效應對層間隔震體系的影響、下部結構有無拉梁對整體結構的影響等問題,綜合所有因素選取合適的構件尺寸;而后在考慮P-Δ效應基礎上,通過定義本構關系和插入纖維鉸等對結構進行彈塑性處理,進一步研究層間柱頂隔震體系下部結構有無拉梁的彈塑性分析并繪制相應的IDA曲線;再次,利用分析的數據,選用《建筑隔震設計規(guī)范》給出的量化指標值,對層間柱頂隔震體系各子結構的地震易損性分析,得出不同階段各子結構的超越概率,從而得出整體結構的超越概率;最后利用振動臺試驗和有限元模擬的對比證明結構選型的正確性。本文研究的內容主要分為如下幾個板塊:(1)針對所選用的框架結構做理論性說明,同時介紹所采用的性能狀態(tài)的量化指標,然后對結構所用材料本構關系的定義,和計算彈塑性分析時塑性鉸長度;(2)對結構合理選型的分析和證明,對相同的建筑物分別按抗震設計、基礎隔震設計和層間隔震設計,分析三種結構在動力響應上的不同,突出隔震體系的優(yōu)越性,證明選取層間隔震體系的合理性,并且比較抗震體系與隔震體系下部結構的動力響應;(3)在所選的結構體系下,詳細分析:懸臂柱尺寸對整體結構的動力響應、P-Δ效應對層間隔震體系的具體影響、下部結構有無拉梁結構對結構整體動力響應的影響;(4)對選定的結構進行增量動力分析,模擬結構從彈性到彈塑性直至結構倒塌的整個過程,了解層間隔震體系在不同地震等級下的動力響應情況,對未來可能遭受的地震等級,預測結構的動力響應;(5)在IDA分析數據的基礎上,對結構進行地震易損性分析,采用新隔震規(guī)范給定的量化指標,分析層間隔震體系的上部結構、隔震層和下部結構在不同性能階段的超越概率,從而確定整體結構的超越概率;(6)采用振動臺試驗和有限元模擬,對實際結構模擬地震動作用下的動力響應,分析試驗采集數據和有限元分析數據,對三種結構的動力響應進行對比,從而說明隔震體系能有效減少地震對結構的影響,同時印證本文選取層間隔震的合理性。
【學位單位】：廣州大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TU352.12
【部分圖文】：

一定的突發(fā)性和不可預測性；二是地震短時間釋放巨大能量，并可能導致火災、瘟疫泥石流等連鎖性次生災害[1]。據記載，20 世紀全球 7 級以上的地震，約 1/3 發(fā)生在我國19-20 世紀期間的全球前 10 次最強地震，中國發(fā)生 3 次，總遇難人口 90.77 萬，我國難人數 57.1 萬，占遇難總人口 62.91%；19-20 世紀期間遇難人口在 1 萬以上的地震21 次，總遇難人口 104.7 萬，我國遇難人口 53.5 萬，占總遇難人口 51.1% 。我國地域遼闊，地形亦是多種多樣，環(huán)太平洋地震帶和歐亞地震帶橫穿我國多數區(qū)，導致地震頻發(fā)，地震烈度 6 級及 6 級以上的地區(qū)約占全國面積的 60%。在我國，19-世紀期間前十次最強地震如表 1-1 所示，而從 2000 年開始截至到今天，我國共發(fā)生次 7 級以上的地震：2008 年 5 月 21 日，四川汶川市發(fā)生的里氏 8.0 級大地震，地震放能量相當于 5600 顆廣島原子彈爆炸產生的能量，遇難人口 69227 人，17000 人失蹤直接經濟損失高達 8400 余億[2]；2010 年 4 月 14 日，青海省玉樹藏族自治州發(fā)生里氏 7級地震，遇難人口 2698 人，直接損失 107428 萬元；2013 年 4 月 20 日，四川省雅安蘆山縣發(fā)生 7.0 級地震，遇難人口 196 人，受災人口 38.3 萬人，經濟損失 19.81 億元例例數據觸目驚心。

一定的突發(fā)性和不可預測性；二是地震短時間釋放巨大能量，并可能導致火災、瘟疫泥石流等連鎖性次生災害[1]。據記載，20 世紀全球 7 級以上的地震，約 1/3 發(fā)生在我國19-20 世紀期間的全球前 10 次最強地震，中國發(fā)生 3 次，總遇難人口 90.77 萬，我國難人數 57.1 萬，占遇難總人口 62.91%；19-20 世紀期間遇難人口在 1 萬以上的地震21 次，總遇難人口 104.7 萬，我國遇難人口 53.5 萬，占總遇難人口 51.1% 。我國地域遼闊，地形亦是多種多樣，環(huán)太平洋地震帶和歐亞地震帶橫穿我國多數區(qū)，導致地震頻發(fā)，地震烈度 6 級及 6 級以上的地區(qū)約占全國面積的 60%。在我國，19-世紀期間前十次最強地震如表 1-1 所示，而從 2000 年開始截至到今天，我國共發(fā)生次 7 級以上的地震：2008 年 5 月 21 日，四川汶川市發(fā)生的里氏 8.0 級大地震，地震放能量相當于 5600 顆廣島原子彈爆炸產生的能量，遇難人口 69227 人，17000 人失蹤直接經濟損失高達 8400 余億[2]；2010 年 4 月 14 日，青海省玉樹藏族自治州發(fā)生里氏 7級地震，遇難人口 2698 人，直接損失 107428 萬元；2013 年 4 月 20 日，四川省雅安蘆山縣發(fā)生 7.0 級地震，遇難人口 196 人，受災人口 38.3 萬人，經濟損失 19.81 億元例例數據觸目驚心。

層加速度是 0.82g，頂層加速度達到 2.31g，可知加速度放大系數是 2.8。因此，可以出橡膠支座隔震體系更具有優(yōu)越性。根據隔震支座的所在位置的不同，隔震分為基礎隔震和層間隔震體系，其主要原理是以隔震層作為隔離裝置來抵抗和耗散地震。（1）基礎隔震體系基礎隔震體系作為最早出現的隔震體系，取得有效的隔震效果，從而使人們接受隔技術�；�礎隔震的原理是用隔震支座將基礎與上部結構分開，從而阻止地震能量向上遞。從以往的抗震體系發(fā)現，抗震體系抵抗地震主要通過以剛治剛，但是對力學性能分析可以得知：建筑結構固結于地面后，自身就像一個放大器，當地震動作用時，結所承受的地震加速度會隨著樓層的增高而增大，結構頂層的加速度往往放大數倍之。基礎隔震體系的機理明晰，力學模型簡單，減震效果明顯，適用多種建筑類型，1993由周福霖院士[12]設計的汕頭凌海路的一棟 8 層框架隔震體系[13]拉開了中國隔震技術序幕，在之后隔震體系憑借著獨有的優(yōu)越性，涉及的建筑類型和建筑數量突飛猛進，止 2017 年，中國已建成的隔震建筑 3000 多棟。
【參考文獻】

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本文編號：2888391